[實用新型]具光擋板的噴嘴式光電離器

有效

• 申請號: 201420638336.6
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN204558417U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 束繼年;孫萬啟;楊波;張鵬;梁苗;李娜娜
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: H01J49/16
• 分類號: H01J49/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本實用新型涉及一種光電離器(photoionizer)，可作為紫外光離子化分析檢測及其相關領域的電離元件。

背景技術

對從色譜柱吹脫出來的氣體樣品或對即將進入質譜檢測器的氣體樣品進行光離子化是一項很有用的技術。該技術是利用光的離子化效應實現對目標物質的電離，目標物質包括脂肪烴、芳香烴等。近20年來，光離子化檢測器(photo?ionization?detector,PID)已經發展成為了氣相色譜的常用的檢測器之一。而對于質譜，由于光電離相對于EI電離具有軟電離的優勢，光電離器作為質譜的一種有效的電離裝置也受到了分析化學家們的廣泛重視。

現有的光電離器均為貫通型的，其工作過程是氣體樣品由電離器一端進入后被內部的紫外光電離成離子，離子從電離器的另一端穿出。此種電離器的缺點在于紫外光會隨離子一起穿出。穿出的紫外光照射到緊鄰電離器的離子遷移透鏡表面會產生光電子(光電效應)，光電子被電場加速后會獲得更高的能量，高能的光電子會與背景氣體分子(如N₂，O₂)相互碰撞(光電子電離效應)產生濃度很高的背景離子。背景離子會產生很大的噪聲，大大削弱儀器的檢測限。因此，降低光電離和光電子電離效應是提高儀器檢測限的必要措施之一。

實用新型內容

為了克服現有的光電離器會產生光電離和光電子電離效應的不足，本實用新型的目的是提供一種光電離器，該光電離器能夠有效防止光的泄露，從而有效降低光電效應和光電子電離效應。

為實現上述目的，本實用新型提供的具光擋板的噴嘴式電離器，包括T型主體、電離區、擋光區、離子噴嘴、氣體樣品入口、紫外光入射窗口；其中：

T型主體縱橫截面為T型，由兩個相連的金屬圓柱或棱柱組成；

擋光區之后設置離子噴嘴，噴嘴孔口直徑為0.5-4mm；

電離區靠近紫外光入射窗口設置進樣管，兩者垂直相交。

所述具光擋板的噴嘴式電離器中，電離區橫截面為圓形或方形，圓形直徑或方形邊長為3-10mm，其長度為1-5cm。

所述具光擋板的噴嘴式電離器中，擋光區為球形、橢圓形或方形，球形、橢圓形或方形相應的直徑或邊長大于電離區直徑或邊長，擋光區內部設一個光擋板，光擋板直徑為1-5cm。

所述具光擋板的噴嘴式電離器中，紫外光入射窗口為氟化鎂或氟化鋰窗片，密封材料為聚四氟乙烯環。

所述具光擋板的噴嘴式電離器中，光擋板、噴嘴的噴口和紫外光入射窗口三者同軸。

本實用新型的有益效果是，在使用過程中可以有效的防止紫外光透出電離器，進而進入后續加速電場產生光電效應和光電子電離效應。能夠有效的降低儀器的噪聲水平，提高其靈敏度，降低其檢測限。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的結構縱剖面示意圖。

圖中：1?氣體樣品入口；2?T型主體；3?擋光區；4?噴嘴孔口；5?光擋板；6?電離區；7?聚四氟乙烯環；8?紫外光入射窗口。

具體實施方式

本實用新型所采用的技術方案是：

1)采用橫截面為圓形、縱剖面為T形的金屬件作為電離器的主體；

2)主體內部用一段圓柱體或正四棱柱體空腔作為電離區，電離區外口以氟化鎂或氟化鋰窗片作為紫外光的入射窗口；

3)在離紫外光入射窗口不遠處設置進氣口，進氣口與紫外光入射方向即電離區的縱向垂直；

4)在電離區尾部設置擋光區，擋光區后設置噴嘴孔口；

5)擋光區內設置光擋板，光擋板與紫外光入射窗口以及噴嘴孔口同軸，其擋板的大小設置為正好能夠擋住從電離區入射的紫外光。光不泄露到電離器之外就不會照射到其后緊鄰的離子遷移透鏡上，也就不會產生光電效應和光電子電離效應。

電離器主體為兩個不同直徑的圓柱體相接而成，且位于擋光區一端的圓柱直徑較大，目的是一方面在其內部設置擋光區時保持材料的強度，另一方面是便于離子從噴嘴噴出后有一個均勻的能促其平穩飛行的電場(與后面的離子遷移透鏡共同形成)。設置擋光區的目的是既讓大部分離子可以隨氣流一起繞過光擋板從噴嘴式離子出口噴出，又可以有效防止紫外光透出電離器。此外光擋板可以對紫外光形成反射，提高了電離區紫外光的強度，從而提高該電離器的電離效率，提高儀器的靈敏度。

圖1是本實用新型的結構縱剖面示意圖。

氣體樣品由氣體樣品入口1進入電離器主體2內部的電離區6，被從紫外光入射窗口8射入的紫外光電離形成離子，離子隨氣流繞過擋光區3從噴嘴孔口4流出。T型主體2的制作材料可以是不銹鋼或其他金屬；紫外光入射窗口8為氟化鎂或氟化鋰窗片；聚四氟乙烯環7用來實現電離器主體2與紫外光入射窗口8之間的密封；電離區的縱向長度為1-5cm；擋光區3內設置光擋板5，光擋板5用來防止紫外光透出電離器；噴嘴孔口4的直徑在0.5-4mm之間。